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预接种根瘤菌提高野生大豆幼苗耐盐性与多胺代谢的关系

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南京农业大学学报 2024年

作者：黄巧玥李陈亚程聪於丙军南京农业大学生命科学学院植物逆境生物学实验室新疆农业大学生命科学学院新疆土壤与植物生态过程重点实验室

[目的]本研究旨在研究预接种根瘤菌提高野生大豆幼苗耐盐性过程中多胺代谢的变化，并探究其参与野生大豆幼苗盐胁迫适应的生理机制。[方法]以耐盐性不同的野生大豆BB52（耐盐）和N23227（盐敏感）材料为研究对象，采用预接种根瘤菌的方... 详细信息

[目的]本研究旨在研究预接种根瘤菌提高野生大豆幼苗耐盐性过程中多胺代谢的变化，并探究其参与野生大豆幼苗盐胁迫适应的生理机制。[方法]以耐盐性不同的野生大豆BB52（耐盐）和N23227（盐敏感）材料为研究对象，采用预接种根瘤菌的方法，分析和比较了盐胁迫下幼苗生长表型、光合参数和离子水平等形态和生理指标的差异。采用超高效液相色谱（UPLC）和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术，探讨了预接种根瘤菌对盐胁迫下N23227幼苗根和叶游离态、结合态和束缚态多胺含量、多胺合成酶和氧化酶活性及合成酶编码基因表达水平的影响。[结果]预接种根瘤菌后的大豆幼苗盐害明显减轻，株高、干重和总氮含量，叶Tr、Gs和Pn及根、茎、叶K+和NO3-含量明显恢复甚至超过对照水平，Na+和Cl-含量显著下降，其中N23227材料表现更明显，根、茎、叶Na+/K+和Cl-/NO3-比值比盐处理分别降低了43.86%、59.10%、38.42%和60.31%、76.72%、78.39%。盐胁迫下预接种根瘤菌的N23227幼苗根和叶多胺合成酶ADC活性较盐处理分别增加了59.29%和44.27%，根多胺分解酶DAO活性增加了20.00%，叶PAO活性增加了28.57%，Spd和Spm合成相关酶的编码基因GsSPMS、GsSPDS1和GsSAMDC4表达上调，促进了根和叶结合态、束缚态Spd和Spm的积累，（Spd+Spm）/Put比值上升。[结论]预接种根瘤菌可增强野生大豆幼苗的耐盐性，可能通过调节根和叶多胺代谢酶活性及Spd和Spm合成相关酶编码基因的表达水平，促进内源结合态、束缚态Spd和Spm的积累，以维持较高的（Spd+Spm）/Put比值，从而改善其在盐胁迫下的离子稳态、光合作用和生长状况。

关键词：野生大豆盐胁迫预接种根瘤菌多胺代谢 (Spd+Spm)/Put比值离子稳态

铁基仿生纳米酶的可控制备及对有机磷酸酯类分子的识别机制探究

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铁基仿生纳米酶的可控制备及对有机磷酸酯类分子的识别机制探究

作者：戈展翼北京化工大学

学位级别：硕士

纳米酶是具有类天然酶活性的纳米材料,作为天然酶的替代物,具有低成本、高稳定性和易于存储的特性,广泛应用于医用材料、环境治理、分析检测等领域。然而,纳米酶对有机磷酸酯类物质的催化选择性与天然酶有较大差距,提高纳米酶检测器的... 详细信息

纳米酶是具有类天然酶活性的纳米材料,作为天然酶的替代物,具有低成本、高稳定性和易于存储的特性,广泛应用于医用材料、环境治理、分析检测等领域。然而,纳米酶对有机磷酸酯类物质的催化选择性与天然酶有较大差距,提高纳米酶检测器的特异性成为亟待解决的难题。受天然酶催化结构启发,本课题通过构筑仿生催化元件,基于磷酸酯类物质与铁基纳米酶的界面相互作用,改善纳米酶微环境的吸附和催化特性,从而提升底物的催化选择性,为仿生纳米酶的可控制备及比色检测应用提供新思路和技术支持。首先,通过分子印迹技术构筑仿生底物通道,改善Fe3O4纳米酶对磷酸酯类农残的选择性检测效果,制备一种用于多场景快速痕量污染物纳米酶检测平台技术。通过设计Fe3O4@void@MIP纳米酶的分子印迹壳层,改变底物传质性能,调控Fe3O4催化H2O2转化为游离的羟基自由基并氧化显色剂显色。通过透射电镜与扫描电镜对合成的印迹纳米酶的形貌进行表征,Fe3O4@void@MIP具有蛋黄-蛋壳结构,外层分子印迹壳层作为底物识别位点,实现对二嗪磷（DIZ）的特异性识别,对DIZ的最大吸附量为527.56 mg g-1,控制底物通道的开关影响羟基自由基的传质。中空壳层作为底物通道提高了底物的传质效率,与Fe3O4@Si O2核壳结构相比具有中空壳层的印迹纳米酶过氧化物酶活性提高了30%,并且能够富集DIZ使局部底物浓度提高5倍。通过1H-NMR与XPS表征了印迹壳层对DIZ特异性识别机制,发现印迹分子模板与DIZ的结合涉及到静电吸引、复合和氢键相互作用,其中O=C-O-/-CO-NH-与C-O-H的化学键复合是主要作用力。探究Fe3O4@void@MIP纳米酶对DIZ的特异性检测性能以及循环使用情况,建立了吸光度差值A0-A与DIZ浓度的对数在浓度浓度区间为10-10至10-4 M时的线性函数关系写出函数式,R2=0.999,最低检测限为5.13×10-11 M。底物选择性实验证明,印迹纳米酶能够特异性吸附DIZ,吸光度响应与咪唑、二甲基咪唑（DMI）、4-苯氧基苯乙腈（4-PPACN）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、三烯丙氧基三嗪（TAT）等干扰物存在显著差异（P<0.05）。印迹纳米酶在循环5次后仍然保持对DIZ 80%以上的吸附率,具有很好循环使用潜力。为了提高电子传递效率,提升纳米酶对底物的精准检测效果,本课题通过耦合过氧化氢酶和NADH氧化酶构筑级联纳米酶,缩短传质距离,提高自由基传递效率,增强特定催化反应活性,构建烟酰胺腺嘌呤二核苷酸还原态（NADH）特异性比色检测器。通过TEM、SEM、元素分布等表征方式探究了Fe3O4@Mo S2级联纳米酶的形貌特征与元素分布。利用酶动力学实验,分析掺杂不同金属元素对级联纳米酶催化NADH氧化和TMB氧化的级联放大效应,筛选出具有NADH氧化酶和过氧化物酶串联效应的Fe3O4@Mo S2-Mg纳米酶。为确定合成组分的最佳比例,通过响应面法（RSM）设计实验,得到级联纳米酶最优合成材料最佳质量比为Fe3O4:七钼酸铵:Mg Cl2为11:1:2.17,最终使级联纳米酶比色检测NADH线性方程为y=0.0128x+0.163,R2=0.9995,LOD=0.024μM,通过自由基猝灭剂实验、电子自旋共振、液相色谱法,以及原位拉曼光谱检测、电化学分析等探究级联纳米酶电子传递机制,发现掺杂了Mg元素的Fe3O4@Mo S2-Mg级联纳米酶中Mo S2具有更多的六价钼,因而其NADH氧化酶活性更高,更易与NADH形成过氧化氢。过氧化氢由与Mo S2紧密相连的Fe3O4纳米酶快速催化成羟基自由基并伴随着二价铁转化为三价铁,此时Fe3O4纳米球表面的三价铁可以和内部的二价铁进行电子转移重新形成二价铁,也可以和相邻的六价钼进行电子转移。电子传递过程中产生的游离的羟基自由基氧化显色剂显色,避免加入氧化性能的H2O2产生的干扰,Fe3O4@Mo S2-Mg级联纳米酶能够实现对NADH的快速可视化检测。综上所述,面对痕量有机磷酸酯类物质二嗪类农药与NADH的快速可视化检测需求,本课题通过构建超分子底物通道提高DIZ底物选择性,构建自级联体系调控纳米酶微环境电子传递过程实现痕量NADH的比色检测,为设计并构建纳米酶特异性比色检测平台提供创新性新思路与技术基础。

关键词：仿生纳米酶 Fe3O4 分子印迹级联纳米酶界面催化

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基于点云数据的三维重建算法研究

基于点云数据的三维重建算法研究

作者：宋宏戈中北大学

学位级别：硕士

供应商、客户集中度对制造业供应链韧性的影响研究

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供应商、客户集中度对制造业供应链韧性的影响研究

作者：司东戈郑州轻工业大学

学位级别：硕士

2023年中央经济工作会议明确指出要加快构建新发展格局,着力推动制造业重点产业链实现高质量发展,并在党的二十大报告之后再次强调要提升产业链供应链的韧性。良好的供应链韧性水平是企业经济发展的重要基础,在经济全球化背景下,供应链... 详细信息

2023年中央经济工作会议明确指出要加快构建新发展格局,着力推动制造业重点产业链实现高质量发展,并在党的二十大报告之后再次强调要提升产业链供应链的韧性。良好的供应链韧性水平是企业经济发展的重要基础,在经济全球化背景下,供应链关系更加复杂,企业与上下游合作伙伴之间的依赖性不断增强,任何环节出现问题都可能导致供应链的中断。因此,深入分析供应商、客户集中度与供应链韧性之间的关系,能够帮助企业识别供应系统潜在的风险点,制定高效的风险应对策略,提升企业对市场环境变化的适应能力,从而提升供应链韧性。本文以2015-2022年沪深A股制造业上市公司为研究样本,首先构建供应链韧性综合评价指标体系,利用熵值法衡量供应链韧性水平。然后运用描述性统计分析、相关性分析和基准回归分析研究供应商、客户集中度与供应链韧性之间的关系。最后,检验探索式创新和开发式创新的中介作用,并进一步分析了不同分组下研究结论的异质性效果。研究结果表明:(1)供应商、客户集中度与制造业供应链韧性呈显著负相关关系,说明供应商、客户集中度的提高会显著降低企业的供应链韧性,结论在稳健性检验后依旧成立。(2)机制检验结果表明,供应商集中度和客户集中度通过抑制探索式创新和开发式创新进而影响供应链韧性。(3)异质性分析结果表明,供应商、客户集中度对新兴制造业、非国有企业和处于市场环境劣势区的企业供应链韧性抑制作用更显著。研究结论为制造业企业和政府如何提升供应链韧性提供了政策建议。企业应该优化供应商和客户配置,增强产品的创新投入和创新力度,从而增强供应链韧性水平;政府应该为企业供应链韧性的提升提供全方位的资源支持,也要加强市场监管力度,保障企业的合法权益。本文从企业与上下游的关系视角补充了企业供应链韧性影响因素的研究,为提高单个企业乃至整个市场的供应链韧性水平提供参考借鉴。

关键词：供应链韧性供应商集中度客户集中度双元创新

有机碳耦合铁氧化物矿物对农田径流末端生态湖泊底泥氮形态转化的影响机制研究

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有机碳耦合铁氧化物矿物对农田径流末端生态湖泊底泥氮形态转化的...

作者：李泰戈扬州大学

学位级别：硕士

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面向SOA的能力开放中台设计与实现

面向SOA的能力开放中台设计与实现

作者：戈洋电子科技大学

学位级别：硕士

面向单细胞测序数据分析的图正则稀疏主成分分析方法研究

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面向单细胞测序数据分析的图正则稀疏主成分分析方法研究

作者：王泰戈曲阜师范大学

学位级别：硕士

高通量测序技术在生物学中的发展和广泛应用推动了单细胞RNA测序(single-cell RNA-sequencing,scRNA-seq)数据的快速增长。scRNA-seq技术的发展显著地扩展了研究人员对细胞异质性的理解。准确的细胞类型识别是scRNA-seq数据下游分析的... 详细信息

高通量测序技术在生物学中的发展和广泛应用推动了单细胞RNA测序(single-cell RNA-sequencing,scRNA-seq)数据的快速增长。scRNA-seq技术的发展显著地扩展了研究人员对细胞异质性的理解。准确的细胞类型识别是scRNA-seq数据下游分析的先决条件。然而,由于scRNA-seq数据的高维属性以及其所包含的大量噪声,提高细胞类型识别的有效性仍然是一个挑战。主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)方法作为一种出色的降维方法,被广泛用于处理scRNA-seq数据。主成分分析方法通过对高维的scRNA-seq数据进行降维处理,保留了数据中的重要信息,从而提升了细胞类型识别的准确性。因此,为了更准确地识别细胞类型,本文基于主成分分析方法深入探讨了如何处理和分析scRNA-seq数据。本文的主要研究内容分为三个部分,分别是:(1)针对scRNA-seq数据高维高噪音的问题,提出基于随机游走图正则的稀疏主成分分析方法(RWPPCA)。该方法在将高维数据映射到低维空间的过程中保留数据的局部信息,以更准确地获得稀疏主成分,更精确地识别细胞类型。具体来说,RWPPCA将随机游走算法与图正则化相结合,以更准确地确定数据点之间的局部几何关系。此外,为了减轻主成分密集的不利影响,本研究引入了 L2,p范数,使主成分更稀疏,提高其可解释性。然后,本研究评估了 RWPPCA对模拟数据和scRNA-seq数据的有效性。基于模拟数据和真实数据的结果表明,RWPPCA在细胞类型识别方面表现良好,且优于其他比较方法。(2)为了解决现有的主成分分析方法在处理数据的局部几何结构和噪声方面的不足,本文提出了一种基于相关熵的超图正则化稀疏主成分分析方法(CHLPCA)。该方法将相关熵、超图正则化和L2,1/5范数集成到主成分分析模型中。相关熵的引入使模型在处理数据中的噪声和异常值方面更加稳健和有效。超图正则化则使模型能够考虑数据的高阶几何信息,避免在挖掘数据局部信息时丢失有价值的信息,实现精确聚类。通过对模型的主方向矩阵施加稀疏性约束,使主成分中的大量冗余信息被剔除,具有相似特征的细胞更容易聚类到一起,从而为研究的模型提供了潜在的性能改进。实验结果表明,与其他基于PCA的方法和各种先进的单细胞聚类方法相比,CHLPCA的整体性能具有显著优势。(3)在scRNA-seq数据的研究中,学习细胞之间的相似性是至关重要的,这可以帮助研究人员深入了解细胞之间的复杂关系,并为聚类分析和基因表达模式分析等进一步研究提供基础和指导。因此,基于提出的CHLPCA,本研究通过引入结合了高斯核学习与欧几里得度量的相似性约束来挖掘细胞之间的相似性信息,提出了基于相关熵与融合相似性的稀疏主成分分析方法(CHLSPCA)。欧几里得度量被大量scRNA-seq数据聚类方法用于表征样本之间的相似性,它通过描述数据点之间的距离来表示相似性。而高斯核函数则是一种专为复杂数据设计的相似性度量方法,它的值反映了数据点在高维空间中的内积,高斯核函数值越大,数据点越相似,高斯核函数值越小,数据点的相似度越低。实验结果表明,CHLSPCA的性能优于许多流行的聚类方法,有望促进对scRNA-seq数据分析中细胞异质性的理解,并为生物医学研究提供支持。本文提出的方法均已在scRNA-seq数据上应用,实验结果表明,这些方法能获得更准确的聚类结果,并有效地解决细胞类型识别问题。

关键词：细胞类型识别单细胞RNA测序数据主成分分析模型流形图正则稀疏约束相似性约束

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面向变电站室内移动机械臂作业规划研究

面向变电站室内移动机械臂作业规划研究

作者：戈林帅曲阜师范大学

学位级别：硕士

近年来,我国出生率低迷且老龄化问题突出,劳动力的减少导致用人成本不断攀升,电力及铁路运输系统在加大西部开发的政策下持续发展,不仅面临变电站维护时高人力成本问题,还要面临高海拔对工作人员导致的高寒、缺氧等环境艰苦问题。随着... 详细信息

近年来,我国出生率低迷且老龄化问题突出,劳动力的减少导致用人成本不断攀升,电力及铁路运输系统在加大西部开发的政策下持续发展,不仅面临变电站维护时高人力成本问题,还要面临高海拔对工作人员导致的高寒、缺氧等环境艰苦问题。随着机器人技术的不断进步,自主移动的机械臂因其灵活性、高可操作性而被广泛应用,其相关研究成为热点问题。本论文基于RIA-E100移动平台和六自由度机械臂COBOTTA搭建了一台轮式移动机械臂,围绕变电站室内电气柜开关场景进行了移动机械臂的路径规划算法改进和运动控制研究,该设备可以作为变电站室内的协作机器人,用来缓解高人工成本和环境艰苦问题。主要研究内容如下:(1)依据变电站室内工作时移动机械臂的任务需求,对移动平台、机械臂、传感器等核心硬件选型并对单目视觉系统成像原理展开分析,搭建起硬件框架和软件框架,确定总体设计方案,给出执行任务时的整体流程图以及试验样机的实物图。(2)对移动机械臂进行运动学建模与验证。首先,对RIA-E100差速驱动移动底盘展开运动学分析。其次,采用改进D-H建模法对机械臂建立模型,利用所得改进D-H参数表对机械臂正逆运动学推导。最后,基于MATLAB机器人工具箱验证机械臂正逆运动学的正确性并根据机械臂各关节限位采用蒙特卡洛法给出了机械臂的工作空间。(3)对移动机械臂路径规划和避障算法进行研究。首先,对栅格地图和Gmapping算法建图原理进行分析。其次,针对全局路径规划A-star算法存在的运算效率低、共线冗余度高等问题提出搜索邻域优化、启发函数优化、转折点优化的改进措施,通过优化前后对比仿真试验得出改进A-star算法在搜索时间上减少66%,转折次数减少57.1%。针对局部路径规划DWA算法中存在的缺少前瞻性和容易陷入局部最优的缺点,通过改进DWA算法的评价函数,使其与全局路径信息结合,提出了融合改进A-star算法和DWA算法的路径规划算法,给出了算法流程和仿真实验。最后,采用五次多项式插值的方法优化机械臂关节空间轨迹。针对RRT*算法运算效率低及目标导向性差的问题,优化了目标偏置方法,提出了改进的PT-RRT*算法并在二维及三维空间内对RRT*算法改进前后进行仿真对比,证明了算法改进的优越性。(4)针对研究内容在ROS中进行仿真实验与实物实验,首先简述ROS系统并完成移动机械臂在ROS系统中的导入和软件配置。其次,对改进后的路径规划算法以及避障算法先进行ROS环境下的模型仿真,确保正确性后再利用移动机械臂实体进行实物实验,实验结果表明了移动机械臂任务执行的落地性和整体方案设计的可行性。

关键词：移动机械臂正逆运动学路径规划自主避障 ROS

基于scRNA-seq和Bulk RNA-seq数据联合构建肝细胞癌预后模型及验证

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基于scRNA-seq和Bulk RNA-seq数据联合构建肝细胞癌预后模型及验证

作者：戈琼南昌大学

学位级别：硕士